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新闻资讯

简述蒸汽流量计在测量中都有哪些因素导致精度不准确

2019-08-29    

   蒸汽流量计是根据卡门(Karman)涡街原理研究生产的,蒸汽流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。
  随着社会的发展人们对能源的需求越来越大,能源短缺的现实逐步显现,人们对能源管理和控制意识进一步加强,能源计量的准确性将会愈来愈重要。
  蒸汽流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小,仪表参数能长期稳定。
  蒸汽流量计采用微功耗高新技术,采用锂电池供电可不间断运行一年以上,节省了电缆和显示仪表的采购安装费用,可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型蒸汽流量计还带有温度传感器,可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力,从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器,用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力,从而显示气体的标况体积流量。
  蒸汽流量计测量气体介质时影响精度准确度的因素分析及解决办法:由于蒸汽流量计的结构和测量原理的特点,蒸汽流量计测量精度受到振动、脉冲干扰、测量介质、安装方式以及流体状况等原因有较大的影响。
  1.管道振动
  蒸汽流量计本质上是流体振动型流量计,除压电晶体检测式蒸汽流量计,其它蒸汽流量计对机械振动特别敏感。由于蒸汽流量计输出脉冲与流速成正比、检测涡街的升力与流速平方和被测流体的密度成正比,所以在小流量时,涡街流量传感器信号频率低且幅值小,受到低频的管道振动干扰影响严重,输出脉冲误差大;随着流量的增大,涡街流量传感器信号频率变大且幅值增强,受到低频的管道振动干扰影响减弱,输出脉冲也随之误差变小。
  当蒸汽流量计安装位置出现管道振动时可以采取以下方法:
  1.1增设管道固定支架,限制管道振幅;
  1.2调整仪表电路的设定状态,力求排除振动影响;
  1.3如以上无法实现时可根据蒸汽流量计对不同方向的抗振能力的不同,在安装管线上的流量计方向用X-Y-Z三维坐标表示,X是管道中心线方向,即流量计进出口的方向;Z是流量计柱体轴向;Y是与管道中心线垂直同时与流量计柱体轴向垂直的方向,也是蒸汽流量计横向力作用的方向。流量计Z方向的抗振能力*强而Y方向*差。观察或测量管道的主要振动方向,旋转流量计,直到Z轴与此主振方向重合,把仪表固定在该方向上。尽可能减小管道振动对流量计测量的影响。
  2.脉冲干扰
  蒸汽流量计如果附近存在与其测量脉冲信号重叠的变频器、电机等设备时,易发生外界干扰信号覆盖或叠加被测信号,致使流量计无法进行准确计量。这时应做好流量计接地和屏蔽保护。也可对影响信号的噪声源进行控制,如对变频器、电机电缆加装金属套管进行屏蔽;远离噪声源安装流量计;在流量计与噪声源之间加装T形管、90?弯头、多孔消音器等管件可以在一定程度上降低噪声的影响。
  3.测量介质
  蒸汽流量计主要对单相流体进行测量,当出现两相流时测量结果将有明显的偏差。如测量过热蒸汽时,如果管道保温不好或流动阻力损失太大,将造成过热蒸汽温度快速下降而使蒸汽由过热变为饱和,出现凝结水。而凝结水的密度远远大于蒸汽密度,因而,蒸汽凝结导致蒸汽流量计测量蒸汽流量明显变小。我们应对易于液化气体介质进行加压或保温措施,并实时监控介质温度与压力,防止气液两相流出现。
  4.流体状况
  流量计正常工作流体条件:①具有充分发展的湍流速度分布、无旋涡、速度轴对称分布;②充满圆管的单相流体;③定常流。④牛顿流体[4]
  流量计在使用中偏离这些条件将产生附加误差,在现场流体流动特性中的具有充分发展的湍流速度分布、无旋涡、速度轴对称分布及定常流常是难以满足的,它们将造成测量误差的增大,有时增大多少难以定量确定,因此在现场使用中必须密切注意流动特性的情况。
  影响准确流体原因:流速分布畸变及旋转流:流速分布畸变及旋转流对流量计特性的影响因工作原理而异,有的很严重,有的无甚影响,一般来说,推理式流量计(差压、涡轮、涡街、超声、电磁等)都要受影响,而容积式流量计不受或基本不受影响。
  非定常流:在现场使用中非定常流并不少见,非定常流可分为二大类:周期性脉动和随机性波动。在发动机、泵、风机等出口的流动可见周期脉动,而管道中的流动受阻流件及管道系统的干扰一般都存在随机性波动。至今还没有明确规定流量所需要的定常流条件的定量指标。在流量测量标准中只是含糊地规定:管道内的流量应该不随时间而变化,或实际上只随时间有微小和缓慢的变化。满足流量检测件上下游直管段所需要的作业空间、加装多孔导流装置和保证安装管线与流量计管径中心线对齐,且无凸出物(如安装的垫片)突入测量管道,可以有效避免非定常流的出现。
  通过分析影响蒸汽流量计在气体测量准确度的几点原因,并加以改善,从而有效提高测量数据的准确性。保障工艺操作控制、加强效益核算管理,为企业经营管理决策提供更加可靠的依据。
  蒸汽流量计选型能否成功很大程度上取决于选型人员对仪表性能质量和测量对象特性的确切了解。对于仪表性能质量方面应特别注意厂商的虚假宣传及误导成分。测量对象的确切了解非常重要,并非用户对自己的测量对象都有准确了解,许多选型的失败就是因为提供参数不准确所致。有些对象特性是需要经过深入调查才能搞清楚的。
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